Determinar el volumen de una esfera en C

Introducción

En este laboratorio, aprenderás cómo determinar el volumen de una esfera utilizando el lenguaje de programación C. El laboratorio consta de dos pasos principales: leer el radio de la esfera y luego calcular el volumen utilizando la fórmula V = (4.0/3.0) _ π _ r³. Crearás un programa sencillo que solicite al usuario que ingrese el radio, calcule el volumen y muestre el resultado. Al final de este laboratorio, tendrás una mejor comprensión de los cálculos geométricos y cómo implementarlos en C.

Skills Graph

Leer el radio

En este paso, aprenderás cómo leer el radio de una esfera utilizando el lenguaje de programación C. Crearemos un programa sencillo que solicite al usuario que ingrese el radio y lo almacene en una variable.

Primero, creemos un nuevo archivo C en el directorio ~/project:

cd ~/project
nano sphere_volume.c

Ahora, escribamos el código para leer el radio:

#include <stdio.h>

int main() {
    // Declare a variable to store the radius
    double radius;

    // Prompt the user to enter the radius
    printf("Enter the radius of the sphere: ");

    // Read the radius from user input
    scanf("%lf", &radius);

    // Print the entered radius to confirm
    printf("Radius entered: %.2f\n", radius);

    return 0;
}

Ejemplo de salida:

Enter the radius of the sphere: 5.5
Radius entered: 5.50

Desglosemos el código:

• double radius; declara una variable para almacenar el radio como un número de punto flotante
• printf() muestra una solicitud para que el usuario ingrese el radio
• scanf() lee la entrada del usuario y la almacena en la variable radius
• %.2f formatea la salida para mostrar dos decimales

Compila el programa:

gcc sphere_volume.c -o sphere_volume

Ejemplo de salida:

labex@ubuntu:~/project$ gcc sphere_volume.c -o sphere_volume

Ahora puedes ejecutar el programa:

./sphere_volume

Calcular el volumen = (4.0/3.0)PIr³

En este paso, aprenderás cómo calcular el volumen de una esfera utilizando la fórmula matemática V = (4.0/3.0) _ π _ r³. Modificaremos el programa anterior para incluir el cálculo del volumen.

Abre el archivo existente y actualiza el código:

cd ~/project
nano sphere_volume.c

Reemplaza el código anterior con lo siguiente:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    // Declare variables
    double radius, volume;

    // Constant for PI
    const double PI = 3.14159265358979323846;

    // Prompt the user to enter the radius
    printf("Enter the radius of the sphere: ");

    // Read the radius from user input
    scanf("%lf", &radius);

    // Calculate the volume using the sphere volume formula
    volume = (4.0 / 3.0) * PI * pow(radius, 3);

    // Print the radius and calculated volume
    printf("Radius: %.2f\n", radius);
    printf("Volume of the sphere: %.2f\n", volume);

    return 0;
}

Compila el programa actualizado:

gcc sphere_volume.c -o sphere_volume -lm

Ejemplo de salida:

labex@ubuntu:~/project$ gcc sphere_volume.c -o sphere_volume -lm

Nota la bandera -lm, que enlaza la biblioteca matemática necesaria para la función pow().

Ejecuta el programa:

./sphere_volume

Ejemplo de salida:

Enter the radius of the sphere: 5.5
Radius: 5.50
Volume of the sphere: 696.46

Desglosemos los cambios clave:

• Se agregó #include <math.h> para usar la función pow()
• Se definió una constante PI para cálculos precisos
• Se utilizó la fórmula volume = (4.0 / 3.0) * PI * pow(radius, 3)
• pow(radius, 3) calcula r³
• Se imprimieron tanto el radio como el volumen calculado

Imprimir el volumen

En este último paso, mejoraremos el formato de salida para hacer que el cálculo del volumen sea más presentable y amigable para el usuario.

Abre el archivo existente:

cd ~/project
nano sphere_volume.c

Actualiza el código con un mejor formato:

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    // Declare variables
    double radius, volume;

    // Constant for PI
    const double PI = 3.14159265358979323846;

    // Prompt the user to enter the radius
    printf("Sphere Volume Calculator\n");
    printf("------------------------\n");
    printf("Enter the radius of the sphere: ");

    // Read the radius from user input
    scanf("%lf", &radius);

    // Calculate the volume using the sphere volume formula
    volume = (4.0 / 3.0) * PI * pow(radius, 3);

    // Print formatted output
    printf("\nCalculation Results:\n");
    printf("-------------------\n");
    printf("Radius:        %.2f units\n", radius);
    printf("Volume:        %.2f cubic units\n", volume);

    // Additional descriptive output
    printf("\nNote: Volume is calculated using the formula V = (4/3) * π * r³\n");

    return 0;
}

Compila el programa:

gcc sphere_volume.c -o sphere_volume -lm

Ejemplo de salida al ejecutar el programa:

Sphere Volume Calculator
------------------------
Enter the radius of the sphere: 5.5

Calculation Results:
-------------------
Radius:        5.50 units
Volume:        696.46 cubic units

Note: Volume is calculated using the formula V = (4/3) * π * r³

Mejoras clave:

• Se agregaron encabezados descriptivos
• Se formateó la salida con unidades
• Se incluyó una nota sobre la fórmula de cálculo
• Se mejoró la legibilidad de los resultados

Ejecuta el programa para verificar:

./sphere_volume

Resumen

En este laboratorio, aprenderás cómo leer el radio de una esfera a partir de la entrada del usuario y calcular su volumen utilizando la fórmula V = (4.0/3.0) _ π _ r³. Primero, declararás una variable para almacenar el radio y solicitarás al usuario que ingrese el valor. Luego, calcularás el volumen de la esfera utilizando la fórmula matemática y el valor constante de π. Finalmente, imprimirás el volumen en la consola.